环氧沥青钢桥面铺装裂缝病害成因与修复对策.docx

环氧沥青钢桥面铺装裂缝病害成因与修复对策【摘要】针对环氧沥青钢桥面铺装出现裂缝病害的问题从裂缝产成机理进行分析并根据裂缝出现的位置分为三类裂缝并根据裂缝的类型与产生机理分为贯穿裂缝和未贯穿裂缝提出恰当的修复措施。【关键词】环氧沥青铺装；裂缝成因；修复措施随着我国交通事业的发展已经建成或正在建设中的钢箱梁桥逐渐增多由于其使用条件和受力状态十分复杂对桥面铺装的结构性能和功能性要求都有非常高的要求大部分普通的沥青混合料铺装层在通车不久后便出现了不同程度的疲劳开裂、车辙等病害个别桥面铺装甚至已经经过多次大修。我国经过对桥面铺装的不断探索发现环氧沥青混合料是钢桥面铺装应用最为成功的一种铺装材料。但是采用环氧沥青混合料铺装在使用多年之后裂缝逐渐成为钢桥面所表现出的最主要的一种病害[1]。这些裂缝的出现对钢桥面铺装的影响是无法忽视的高温作用、雨水下渗与行车荷载高压作用将会造成裂缝的急剧发展。故本文将从环氧沥青钢桥面铺装裂缝产生机理提出裂缝修补的措施与方法为控制裂缝发展并有效消除裂缝不利影响提供养护建议。1裂缝病害形成机理环氧沥青铺装层直接铺设在正交异性钢桥面板上面直接受行车荷载、温度与湿度变化、风载引起的桥面震动等因素综合作用其受力和变形较一般桥面更为复杂。根据对国内大跨径钢桥面铺装层的裂缝病害调查分析可以把钢桥面铺装层中的裂缝病害以出现的位置可以分为三类：1）出现在正交异性板纵向加劲肋、横隔板或纵隔板顶部的裂缝以下简称为肋板处裂缝；2）纵向加劲肋板之间或者肋板的腹板之间以下简称为板间裂缝；3）可能出现在钢桥面的任何位置杂乱无章以下简称为随机分布裂缝。1.1第一类裂缝：肋板处裂缝这类裂缝出现在正交异性板纵向加劲肋、横隔板或纵隔板顶部的裂缝。这些裂缝通常分布在轮迹带附近。根据其外观可以看出此类裂缝通常为单条纵向裂缝但会随着车辆荷载作用次数的增加发展为两条平行分布的直线或者呈H形分布。根据陈团结[2]利用有限元模型计算分析得出当环氧沥青铺装层与钢桥面铺装层连接良好时环氧沥青铺装层所承受的最大拉应力和拉应力的极大值一般都出现在论及附近的纵向加劲肋腹板顶部。因此在车辆荷载的反复作用下纵向加劲肋腹板顶部必然会早于其他部位产生疲劳开裂。1.2第二类裂缝：板间裂缝这类裂缝出现在纵向加劲肋板之间或者肋板的腹板之间外观表现为一条纵向裂缝。这类裂缝在铺装层与钢板之间连接良好时很难产生但当层间连接不良时铺装层底部易在车辆荷载的作用下出现横向拉应变U形闭口肋内的铺装层的最大横向拉应力出现在层底此时第二类裂缝产生先于第一类裂缝。即这类裂缝产生的主要原因是铺装层与钢桥面间的粘结层强度与抗剪强度不足导致层间连接不良而引起。1.3第三类裂缝：随机分布裂缝此种裂缝产生原因较为复杂根据其外观可以分为两种一种为放射性裂缝裂缝周围一般有锈迹与泥土；另一种是微小裂纹为整条轮迹处或者零星散布。根据大量工程实例表明此类裂缝并非结构性受力裂纹。对于放射性裂缝的产生原因有两方面：1）施工不规范施工时遇到水或其他杂物而并没有及时发现与处理在通车后经过重载行车荷载的循环反复作用而形成；2）施工时某些部位的压实度不足或者出现混合料拌合不良在行车荷载作用下出现应力集中致使铺装层层底拉应力过大形成反射裂缝。对于小裂缝的产生一般为铺装层表面的开裂重载、超载车辆或者履带车辆的作用是轮迹处裂缝；车祸的产生或其他物件的撞击会引起路面的零星裂缝损伤这类裂缝由于不受车辆荷载作用所以一般不会随着时间增长而加剧开裂。2.铺装层裂缝修复技术为了避免裂缝病害的加剧避免裂缝贯穿引起钢桥面板的锈蚀必须对裂缝进行及时修补并且能够针对不同裂缝采取相应的修补方法。但是由于环氧沥青混凝土是一种高性能的钢桥面铺装材料一般的路面修复技术与材料无法适应其苛刻的使用条件与环境。针对环氧沥青钢桥面铺装的裂缝问题填缝料必须满足一下原则：①粘度较低适于对出现的裂缝进行修补；②固化后的强度值与原有环氧沥青混合料的强度值相当能够满足桥面铺装的受力状况能够抵抗车辆荷载的重复作用；③由于是桥面铺装维修为减少对通行的影响尽可能的缩短其固化时间。同时环氧沥青铺装层的特殊性在修复中必须注意以下几个问题：裂缝是否已经出现唧泥现象；裂缝内部是否有水分渗入；裂缝内是否落入油污等影响粘结强度的杂质。根据以上的原则和注意事项来为根本来选择养护方法与措施。2.1未贯穿裂缝的修补针对第一类裂缝和第三类裂缝中微小裂缝由于其裂缝是由铺装层表面发展的一般并未贯穿整个铺装层所以可以直接对其进行填缝修补。修补步骤如下：①综合考虑填缝料选用原则择优选用YBL型填缝材料[3]作为环氧沥青混